CN114655657A - 一种胶带机打滑故障判断方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种胶带机打滑故障判断方法及系统，其方法包括如下步骤：取张紧装置的张紧状态数据，所述张紧状态数据包括：表示所述张紧装置是否张紧的状态信息以及张紧力大小Fzj；获取驱动装置的驱动力大小Fu；若所述驱动力大小Fu处于标准范围内，所述张紧装置未张紧且张紧力大小Fzj的增大值以及增大速度超过预设范围，则判定胶带机为隐性打滑故障。以上方案，能够在胶带机存在隐性打滑故障时就及时地发现，避免胶带机出现不可控情况下才能发现打滑故障的情况。而且，本申请通过自动检测驱动装置和张紧装置的工作状态数据就能够确定胶带机是否存在隐性打滑故障，无需人工判断，既降低了人力消耗，还具有更高的检测精度。

Description

一种胶带机打滑故障判断方法及系统

技术领域

本申请涉及胶带机故障监测技术领域，特别涉及一种胶带机打滑故障判断方法及系统。

背景技术

胶带机打滑是其主要故障之一，由于打滑由多种原因引起，因此通常出现打滑故障时，胶带机操作人员很难分辨打滑故障的真正原因，打滑严重时会导致钢丝绳拉断、带面拉断等事故，打滑故障是由多原因导致的，不容易判断。

目前，胶带机打滑的判断是依靠人工观察打滑现象，通常提高张力或者在滚筒上撒沙子提高阻力来解决打滑。这种方式，通常是在出现了不可控、无法正常运行的情形时，才会被发现进而去解决，而且由于无法确定原因，通常不能从根本上克服打滑现象。

因此需要研究一种可分辨故障原因的方法和技术，解决这一问题。

发明内容

本申请要解决的技术问题是现有胶带机打滑依靠人工检测，导致发现打滑故障时就已经不可控、胶带机无法正常运行的问题，为此，本申请提出了一种胶带机打滑故障判断方法及系统。

针对上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

本申请实施例提供一种胶带机打滑故障判断方法，包括如下步骤：

获取张紧装置的张紧状态数据，所述张紧状态数据包括：表示所述张紧装置是否张紧的状态信息以及张紧力大小Fzj；

获取驱动装置的驱动力大小Fu；

若所述驱动力大小Fu处于标准范围内，所述张紧装置未张紧且张紧力大小Fzj的增大值以及增大速度超过预设范围，则判定胶带机为隐性打滑故障。

在一些实施例中的胶带机打滑故障判断方法，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

若Fzj＜Fu/a，a为欧拉系数，则判定胶带机打滑原因为超负载；

控制所述张紧装置提高张紧力，直到Fzj≥Fu/a。

在一些实施例中的胶带机打滑故障判断方法，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

控制所述张紧装置执行张紧动作；

若所述张紧装置执行张紧动作时，其张紧力大小Fzj下降或者增大速度小于预设增速，则判定胶带机打滑原因为胶带机启动加速度过高；

控制胶带机主驱动器降低加速度同时控制所述张紧装置提高张紧速度，直到所述张紧装置执行张紧动作时其张紧力大小Fzj按所述预设增速升高。

在一些实施例中的胶带机打滑故障判断方法，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

若Fzj＜Fmin，Fmin为最小不打滑张紧力，则判定胶带机打滑原因为张紧装置的预设张紧力过低

控制所述张紧装置提高张紧力，直到Fzj≥Fmin。

在一些实施例中的胶带机打滑故障判断方法，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

获取滚筒阻力系数；

若所述滚筒阻力系数是否在小于预设阻力系数范围的下限值，则判定胶带机打滑原因为驱动滚筒的阻力系数过低；

发出提示信息以提醒所述驱动滚筒的阻力系数过低。

在一些实施例中的胶带机打滑故障判断方法，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

获取驱动电机的数量及滚筒数量；

若所述驱动电机的数量与所述滚筒数量的比值小于预设最低驱动配比，则判定胶带机打滑故障为驱动配比过低；

发出提示信息以提醒增加所述驱动电机的数量。

在一些实施例中的胶带机打滑故障判断方法，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

获取不同滚筒的输出扭矩；

若不同滚筒的输出扭矩的差值大于功率平衡度阈值，则判定胶带机打滑原因为滚筒功率不平衡；

控制胶带机停机，并发送提示信息以提醒滚筒功率不平衡。

在一些实施例中的胶带机打滑故障判断方法，还包括如下步骤：

记录隐性打滑故障的持续时长；

若所述持续时长达到预警时长，则发出报警信号。

本申请部分实施例中还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有程序信息，计算机读取所述程序信息后执行以上任一项所述的胶带机打滑故障判断方法。

本申请部分实施例中还提供一种胶带机打滑故障判断系统，其特征在于，包括至少一个处理器和至少一个存储器，至少一个所述存储器中存储有程序信息，至少一个所述处理器读取所述程序信息后执行以上任一项所述的胶带机打滑故障判断方法。

本申请的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本申请提供的胶带机打滑故障判断方法及系统，能够根据驱动装置的驱动力和张紧装置的张紧状态对胶带机是否有隐性打滑故障进行判断，从而实现，在胶带机存在隐性打滑故障时就及时地发现，避免胶带机出现不可控情况下才能发现打滑故障的情况。而且，由于本申请的方案，是通过自动检测驱动装置和张紧装置的工作状态数据就能够确定胶带机是否存在隐性打滑故障，无需人工判断，既降低了人力消耗，还具有更高的检测精度。

附图说明

下面将通过附图详细描述本申请中优选实施例，将有助于理解本申请的目的和优点，其中:

图1为本申请实施例所述胶带机的皮带驱动及张紧原理示意图；

图2为本申请一个实施例所述胶带机打滑故障判断方法的流程图；

图3为本申请一个实施例所述过负载引起隐性打滑故障的判断步骤示意图；

图4为本申请一个实施例所述启动加速度过大引起隐性打滑故障的判断步骤示意图；

图5为本申请一个实施例所述张紧力过低引起隐性打滑故障的判断步骤示意图；

图6为本申请一个实施例所述滚筒阻力系数过低引起隐性打滑故障的判断步骤示意图；

图7为本申请一个实施例所述驱动配比改变引起隐性打滑故障的判断步骤示意图；

图8为驱动配比改变过程的示意图；

图9为本申请一个实施例所述驱动滚筒功率不平衡引起隐性打滑故障的判断步骤示意图；

图10为本申请一个实施例所述胶带机打滑故障判断系统的硬件连接关系示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

胶带机的皮带绕带及驱动张紧系统如图1所示，其包括控制箱10，张紧装置20，储带仓30，驱动装置40和皮带50，本申请实施例中的以下方案，将胶带机打滑故障分为隐性打滑故障和失控性打滑故障，隐性打滑故障有高频噪音，但是胶带机可正常运行，如果及时处理可消除打滑故障，但是若不及时调整会转变为失控打滑故障。失控性打滑故障会有噪音、驱动部震荡、滚筒与带面产生严重摩擦、出现烟雾，若不及时停止胶带机，会造成撕带、驱动部拉翻、张紧钢丝绳拉断等事故。

本实施例提供的一种胶带机打滑故障判断方法，可应用于胶带机的控制箱10中，控制箱10与上述张紧装置20自身配置的控制器、驱动装置40自身配置的控制器通信连接。如图2所示，所述方法包括如下步骤：

S101：获取张紧装置20的张紧状态数据，所述张紧状态数据包括：表示所述张紧装置20是否张紧的状态信息以及张紧力大小Fzj，可以根据张紧装置20自身的控制器对张紧装置20的工作状态监控结果得到。

S102：获取驱动装置40的驱动力大小Fu，可以根据驱动装置40自身的控制器对驱动装置40的工作状态监控结果得到。

S103：若所述驱动力大小Fu处于标准范围内，所述张紧装置未张紧且张紧力大小Fzj的增大值以及增大速度超过预设范围，则判定胶带机为隐性打滑故障。

即，胶带机在正常运行时，张紧装置20未进行张紧，但张紧力突然增加(例如瞬时增加10％以上)，驱动装置正常工作且功率平衡稳定，满足以上两个条件则可初步判断为隐性打滑。在胶带机正常运行时，Fzj＝Fu/a，a为欧拉系数，由此可以确定，驱动装置40的驱动力是张紧装置的张紧力的a倍，如果驱动力大小Fu为正常驱动时的标准范围内，当出现滚筒表面摩擦力不足时，驱动力Fu会向低张力区传递，造成张紧力快速增大且增大量在预设范围之外，此时可给出摩擦力不足导致的隐性打滑故障提示，此时的胶带机需要检修解决当前的隐性打滑问题。

以上实施例中的方案，能够根据驱动装置40的驱动力和张紧装置20的张紧状态对胶带机是否有隐性打滑故障进行判断，从而实现在胶带机存在隐性打滑故障时就及时地发现，避免胶带机出现不可控情况下才能发现打滑故障的情况。而且，由于本方案是通过自动检测驱动装置40和张紧装置20的工作状态数据就能够确定胶带机是否存在隐性打滑故障，无需人工判断，既降低了人力消耗，还具有更高的检测精度。

本申请如下实施例将针对引起隐性打滑故障的不同原因分别进行检测，从而实现自动识别打滑原因，使操作人员度打滑故障进行处理时能够根据故障原因执行对应的措施，提高了故障解决的效率。具体地，包括：

(1)负载过大超负荷，导致的隐性打滑

如图3所示，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

S201：判断是否符合：Fzj＜Fu/a，a为欧拉系数；

S202：判定胶带机打滑原因为超负载；

S203：控制所述张紧装置提高张紧力，直到Fzj≥Fu/a。

如前所述，驱动装置40的驱动力与张紧装置20的张紧力之间具有如下关系：Fzj＝Fu/a，其中a为欧拉系数。如果控制箱10内置的PLC程序判断出Fzj＝Fu/a时，胶带机出现打滑，则可立即提高张紧力(或者配合降低驱动力)使其满足Fzj≥Fu/a，这样就可以解决负载高，张力低的问题。

(2)胶带机驱动加速度过快，造成的隐性打滑

如图4所示，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

S301：控制所述张紧装置执行张紧动作；

S302：判断是否符合：所述张紧装置执行张紧动作时，其张紧力大小Fzj下降或者增大速度小于预设增速，若是则执行步骤S303；

S303：判定胶带机打滑原因为胶带机启动加速度过高；

S304：控制胶带机主驱动器降低加速度同时控制所述张紧装置提高张紧速度，直到所述张紧装置执行张紧动作时其张紧力大小Fzj按所述预设增速升高。

由图1所示，胶带机启动时，皮带50的带面是被拉伸的，启动时由于皮带50足够长，受到驱动力时，其带面处于拉伸状态，上带面延伸，下带面紧致，此时伸长的带面被拉进储带仓30。但是当胶带机主驱动器的加速度过大或带面伸长率过高时，张紧装置20的绞车拉紧速度就跟不上带面的伸长率，无法将多余的带面拉进储带仓30，导致驱动滚筒的张紧力下降，出现隐性打滑，此时张紧力会升高(因驱动力会在滚筒摩擦力降低时向张紧位置传递)，导致张紧装置在执行张紧后，张紧力不升反降或上升速度过低，由此可判定为由于主驱动器加速度过大导致的隐性打滑，进而可给张紧装置发送指令增加张紧速度，另外发送指令给主驱动控制器降低加速度，解决隐性打滑问题。

(3)张紧装置的张紧力设置不足，造成的隐性打滑

如图5所示，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

S401：判断是否符合：Fzj＜Fmin，Fmin为最小不打滑张紧力，若是则执行步骤S402；

S402：判定胶带机打滑原因为张紧装置的预设张紧力过低；

S403：控制所述张紧装置提高张紧力，直到Fzj≥Fmin。

在一些情形中，尤其是可伸缩胶带机中，皮带长度会发生变化，张紧装置的张紧力设定值也应该进行及时调整，张紧力设置值应大于最小不打滑张紧力Fmin，一旦张紧装置的实际张紧力大小小于根据驱动力计算得到的最小不打滑张紧力Fmin，则需要提高其张紧力大小。

(4)驱动滚筒的摩擦力不足，造成的隐性打滑

如图6所示，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

S501：获取滚筒阻力系数；

S502：判断所述滚筒阻力系数是否在小于预设阻力系数范围的下限值，若是则执行步骤S503：

S503：则判定胶带机打滑原因为驱动滚筒的阻力系数过低；

S504：发出提示信息以提醒所述驱动滚筒的阻力系数过低。

如图1所示，驱动装置40的驱动力正常不超载、张力满足不打滑张力，但系统出现隐性打滑，此时可判定为驱动装置中的驱动滚筒摩擦力不足，正常情况下：滚筒阻力系数在0.3-0.4之间，但是当筒皮磨损严重或有油污时，会导致滚筒阻力系数骤降，因此会出现打滑现象，此时应及时发出提醒信号，提醒工作人员。进一步地，如果滚筒阻力系数与预设阻力系数范围的下限值之间的差值较小(例如0.01-0.03)，可通过自动提高张紧力自动解决，如果滚筒阻力系数与预设阻力系数范围的下限值之间的差值较高，则筒皮磨损较严重，提示滚筒摩擦力过低。

(5)驱动配比变化，造成的隐性打滑

如图7所示，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

S601:获取驱动电机的数量及滚筒数量。

S602:若所述驱动电机的数量与所述滚筒数量的比值小于预设最低驱动配比，则判定胶带机打滑故障为驱动配比过低。

S603：发出提示信息以提醒增加所述驱动电机的数量。

参考图8，以双滚筒(第一滚筒1和第二滚筒2)驱动为例，若采用三台驱动电机D1，D2和D3，总驱动力为Fu时,则在每台驱动电机分担Fu/3的分力，第二滚筒2也分担Fu/3的分力。但现场工作中由于驱动电机功率不一定是满负荷，现场工作人员经常将三驱动电机的方式改成双驱动电机的方式。但是这种情况会出现张紧力不足的问题。此时每个滚筒分力为Fu/2，根据张紧装置的张紧力计算公式知：三驱动电机时张紧装置的不打滑张紧力Fmin＝Fu/3a，两驱动电机时张紧装置的不打滑张紧力Fmin’＝Fu/2a，Fmin’/Fmin＝3/2≈1.67倍，因此可能导致张紧装置实际工作时的张力不足，如果原张紧力设定的较大会导致隐性打滑，如果原张紧力设定的刚刚满足不打滑条件，此时会出现不可控打滑。本方案通过检测驱动电机投入的数目，并在张紧控制中按照实际情况计算张力需求，并提示或自动修改张紧参数，从而解决驱动配比变化导致的隐性打滑故障。

(6)驱动功率不平衡，造成的隐性打滑

如图9所示，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

S701：获取不同滚筒的输出扭矩；

S702：判断是否符合：不同滚筒的输出扭矩的差值大于功率平衡度阈值，若如何则执行步骤S703；

S703：判定胶带机打滑原因为滚筒功率不平衡；

S704：控制胶带机停机，并发送提示信息以提醒滚筒功率不平衡。

通常胶带机的驱动滚筒是同时工作的，不同滚筒的功率平衡度可控制在2％以内，若超过5％，则可能会造成滚筒间不同的速度差，造成打滑，此时系统判断出速度差值较大，扭矩差值较大，则判定为功率不平衡，结合张紧力出现波动的实际情况，则可判定为由于滚筒功率不平衡导致的隐性打滑，此时系统停机，提示功率不平衡。

显然，本申请提供的以上各方案，发现了胶带机系统存在的隐性打滑故障，并自动分析隐性打滑的原因，有效解决隐性打滑，降低打滑故障发生频率，提高设备使用寿命，提高生产效率。

进一步优选地，以上方案中的胶带机打滑故障判断方法，还包括如下步骤：记录隐性打滑故障的持续时长；若所述持续时长达到预警时长，则发出报警信号。由于以上六种隐性打滑的原因也是失控性打滑的原因，如果隐形打滑故障未及时处理就会引发失控性打滑，失控性打滑是稳定的驱动及张紧系统力的平衡被迅速破坏，破坏了不打滑条件，可能带来很大的损失。如果在预警时长内及时处理了隐性打滑则可在一定程度上避免失控性打滑，降低损失。

本申请一部分实施例还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有程序信息，计算机读取所述程序信息后执行以上方法实施例中所述的胶带机打滑故障判断方法。

本申请一部分实施例还通过一种胶带机打滑故障判断系统，如图10所示，包括至少一个处理器101和至少一个存储器102，上述装置还可以包括：输入装置103和输出装置104。处理器101、存储器102、输入装置103和输出装置104可以通过总线或者其他方式连接。至少一个所述存储器102中存储有程序信息，至少一个所述处理器101读取所述程序信息后执行以上方法实施例中所述的胶带机打滑故障判断方法。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种胶带机打滑故障判断方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取张紧装置的张紧状态数据，所述张紧状态数据包括：表示所述张紧装置是否张紧的状态信息以及张紧力大小Fzj；

获取驱动装置的驱动力大小Fu；

若所述驱动力大小Fu处于标准范围内，所述张紧装置未张紧且张紧力大小Fzj的增大值以及增大速度超过预设范围，则判定胶带机为隐性打滑故障。

2.根据权利要求1所述的胶带机打滑故障判断方法，其特征在于，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

若Fzj＜Fu/a，a为欧拉系数，则判定胶带机打滑原因为超负载；

控制所述张紧装置提高张紧力，直到Fzj≥Fu/a。

3.根据权利要求1所述的胶带机打滑故障判断方法，其特征在于，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

控制所述张紧装置执行张紧动作；

若所述张紧装置执行张紧动作时，其张紧力大小Fzj下降或者增大速度小于预设增速，则判定胶带机打滑原因为胶带机启动加速度过高；

控制胶带机主驱动器降低加速度同时控制所述张紧装置提高张紧速度，直到所述张紧装置执行张紧动作时其张紧力大小Fzj按所述预设增速升高。

4.根据权利要求1所述的胶带机打滑故障判断方法，其特征在于，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

若Fzj＜Fmin，Fmin为最小不打滑张紧力，则判定胶带机打滑原因为张紧装置的预设张紧力过低

控制所述张紧装置提高张紧力，直到Fzj≥Fmin。

5.根据权利要求1所述的胶带机打滑故障判断方法，其特征在于，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

获取滚筒阻力系数；

若所述滚筒阻力系数是否在小于预设阻力系数范围的下限值，则判定胶带机打滑原因为驱动滚筒的阻力系数过低；

发出提示信息以提醒所述驱动滚筒的阻力系数过低。

6.根据权利要求1所述的胶带机打滑故障判断方法，其特征在于，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

获取驱动电机的数量及滚筒数量；

若所述驱动电机的数量与所述滚筒数量的比值小于预设最低驱动配比，则判定胶带机打滑故障为驱动配比过低；

发出提示信息以提醒增加所述驱动电机的数量。

7.根据权利要求1所述的胶带机打滑故障判断方法，其特征在于，若所述胶带机为隐性打滑故障，则还包括：

获取不同滚筒的输出扭矩；

若不同滚筒的输出扭矩的差值大于功率平衡度阈值，则判定胶带机打滑原因为滚筒功率不平衡；

控制胶带机停机，并发送提示信息以提醒滚筒功率不平衡。

8.根据权利要求1-7任一项所述的胶带机打滑故障判断方法，其特征在于，还包括如下步骤：

记录隐性打滑故障的持续时长；

若所述持续时长达到预警时长，则发出报警信号。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有程序信息，计算机读取所述程序信息后执行权利要求1-8任一项所述的胶带机打滑故障判断方法。

10.一种胶带机打滑故障判断系统，其特征在于，包括至少一个处理器和至少一个存储器，至少一个所述存储器中存储有程序信息，至少一个所述处理器读取所述程序信息后执行权利要求1-8任一项所述的胶带机打滑故障判断方法。

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